一种混合光源显示的光色性能测量方法及其测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种混合光源显示的光色性能测量方法，包括：测量被测光中三基色的光谱分布；通过光电转换装置获得被测光对应的光电流值；根据光电流值、光电转换装置中三基色的中心波长所对应的光电转换系数获得被测光的三基色光功率；计算被测光的光谱功率系数；计算被测光的光谱功率分布；根据被测光的光谱功率分布获得被测光的光色性能参数。本发明专利技术可进行激光投影显示及混合光源投影显示的光色性能参数测量。针对激光光源的测量，基于激光光源波长相对固定的特性。本发明专利技术还公开了一种混合光源显示的光色性能的可移动单点测量系统，其不需要进行光电转换装置的光谱灵敏度与标准颜色匹配曲线的拟合，从而大大降低了检测成本。

【技术实现步骤摘要】
一种混合光源显示的光色性能测量方法及其测量系统
本专利技术属于光学工程领域，特别涉及混合光源显示的光色性能测量方法及其测量系统。
技术介绍
激光显示由于其优异的色彩表现力，色域覆盖率可以达到NTSC电视制式规定色域的150％以上，因而成为最具竞争力的下一代显示设备之一。在先技术的各类检测系统以及各类色度照度计，测量目标主要针对非相干光源，需要在整个可见光光谱范围内对颜色匹配函数做校正，因而对检测系统提出了很高的要求，在很大程度上增加了成本，但对于激光显示性能的检测精度并不理想。国家对一级照度计的检测精度也仅要求优于4％，对于那些颜色匹配函数较小的波长位置，检测精度往往比上述数值还要低。用于激光显示的激光波长在工作稳定后漂移通常小于1nm，波长位置相对固定，因而有可能对激光显示的光色性能作精确的测量。针对在先技术的问题，申请号为201010022925.8的中国专利“激光显示的光色性能的测量方法和系统”提出了一种专门针对激光显示光色性能的测量方法，该方法在相当大程度上克服了在先技术的缺点，但该方法只能针对那些三基色完全采用激光作为光源的显示系统。实际上，有相当一部分的激光显示系统的光源采用的是激光光源与其他光源的组合(简称激光混合光源)，即显示用的三基色中，只有一种或两种基色光采用激光，其余采用的是光谱宽度较大的光源，如LED、荧光等，该方法对于此类激光显示系统无法实现精确测量。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中无法对激光混合光源显示系统进行精确测量的缺陷，提出了一种混合光源显示的光色性能测量方法及其测量系统，以适应激光混合光源显示系统的测量要求，同时本专利技术测量方法仍然适用于完全采用激光作为光源的显示系统的测量。本专利技术提出了一种混合光源显示的光色性能测量方法，所述方法包括以下步骤：a.测量激光投影显示系统输出的被测光中三基色的光谱分布φi(λ)，其中i分别为三基色R、G、B，确定三基色的中心波长；b.通过光电转换装置获得被测光对应的光电流值；c.根据所述光电流值、所述光电转换装置中所述三基色的中心波长所对应的光电转换系数获得所述被测光的三基色光功率；d.根据所述光谱分布φi(λ)和所述三基色光功率，计算所述被测光的光谱功率系数mi，所述光谱功率系数如式(2)表示：mi=Pi／∫φi(λ)dλ；----------(2)式中，mi表示光谱功率系数，Pi表示三基色光功率，i为三基色R、G、B，φi(λ)为光谱分布；e.根据所述光谱功率系数和所述光谱分布φi(λ)得到被测光的光谱功率分布Pi(λ)；所述光谱功率分布如式(3)表示：Pi(λ)=miφi(λ)；---------(3)式中，Pt(λ)为光谱功率分布，mi表示光谱功率系数，φi(λ)为光谱分布，i为三基色R、G、B；f.根据所述被测光的光谱功率分布获得所述被测光的光色性能参数。其中，步骤c中根据公式(1)计算所述被测光的光谱功率分布：其中，IB，IG，IR分别表示蓝光、绿光和红光对应的光电转换装置输出的光电流，kR、kG、kB、k(R)B、k(R)G、k(G)R、k(B)R、k(G)B、k(B)G为光电转换装置的光电转换系数，其中kR是测试红光的光电转换装置对应中心波长的光电转换系数，kG是测试绿光的光电转换装置对应中心波长的光电转换系数，kB是测试蓝光的光电转换装置对应中心波长的光电转换系数，k(R)B是测试蓝光的光电转换装置在红光环境下的对应红光中心波长的光电转换系数，k(R)G是测试绿光的光电转换装置在红光环境下的对应红光中心波长的光电转换系数，k(G)R是测试红光的光电转换装置在绿光环境下的对应绿光中心波长的光电转换系数，k(G)B是测试蓝光的光电转换装置在绿光环境下的对应绿光中心波长的光电转换系数，k(B)R是测试红光的光电转换装置在蓝光环境下的对应蓝光中心波长的光电转换系数，k(B)G是测试绿光的光电转换装置在蓝光环境下的对应蓝光中心波长的光电转换系数；所述光电转换系数根据所述被测光的波长被确定；光电流IB中的k(R)B·PR电流分量表示测试蓝光的光电转换装置在红光环境下输出的电流，k(G)B·PG电流分量表示测试蓝光的光电转换装置在绿光环境下输出的电流，k(R)G·PR电流分量表示测试绿光的光电转换装置在红光环境下输出的电流，k(B)G·PB电流分量表示测试绿光的光电转换装置在蓝光环境下输出的电流，k(G)R·PG电流分量表示测试红光的光电转换装置在绿光环境下输出的电流，k(B)R·PB电流分量表示测试红光的光电转换装置在蓝光环境下输出的电流；PR、PG和PB分别表示R、G、B三基色分量的光功率。本专利技术提出的测量方法中，步骤f中所述被测光的光色性能参数包括被测光的光照度、光通量、照度均匀度、色坐标、色度均匀度和对比度。本专利技术提出的测量方法中，根据步骤e中计算获得的光谱功率分布PR(λ)、PG(λ)和PB(λ)，通过公式(4)分别计算出R、G、B三基色各分量对应的颜色匹配值，其中，Xi、Yi、Zi表示三基色分量的三刺激值，i对应三基色分量R、G、B中之一；k为光功当量常数；为颜色匹配曲线上的数值。本专利技术提出的测量方法中，根据R、G、B三基色各分量对应的颜色匹配值，通过公式(3)计算出任意由R、G、B三基色光混合而成的被测光对应的三刺激值其中，Y即表示所述被测光的光照度。本专利技术提出的测量方法中，所述被测光的色坐标(x，y)由公式(4)计算获得，本专利技术提出的测量方法中，所述测量方法有可移动单点测量方式。实现本专利技术混合光源显示的光色性能的测量方法的一种混合光源显示的光色性能的可移动单点测量系统，所述系统包括：中央处理单元模块，用于接收并处理来自光电转换装置模块的数据，并根据所接收的光电流值及所述光电转换装置模块的光电转换系数计算光色性能的各测试参数，包括光谱功率系数mi和光谱功率分布，最后将处理的数据进行输出；ISP下载接口模块，为中央处理单元模块程序下载接口端；PC数据传输模块，为中央处理单元模块中处理的数据接收端，中央处理单元模块将接收及处理后的数据传输至PC进行存储；显示模块，用于显示所述中央处理单元计算获得的所述被测光的光色性能参数；操作界面按键输入模块，为用户选择输入单元；光电转换装置模块，用于获得被测光在测试点对应的光电流值；外部时钟晶振模块，为中央处理单元模块提供精确的外部时钟；系统供电单元模块，为整个系统提供电源支持。本专利技术与现有技术相比，可进行激光投影显示及混合光源投影显示的光色性能参数测量。针对激光光源的测量，基于激光光源波长相对固定的特性，本专利技术所提出的系统不需要进行光电转换装置的光谱灵敏度与标准颜色匹配曲线的拟合，从而大大降低了检测成本。此外，由于光电转换装置的光电转换系数能够被简单而精确地确定，因此本专利技术所提出的测量系统能够获得高精度的光色性能测量结果。针对混合光源的测量，光源波形可由分光计精确地测出，光源波形的系数也可通过先前定标获得，因而可获得混合光源的精确性能参数。附图说明图1是本专利技术测量方法的流程图。图2是本专利技术实施例的测量方法工作流程图。图3是本专利技术实施例光电转换装置的结构框图。图4是本专利技术实施例的工作流程图。图5是本专利技术实施例的结构框图。具体实施方式结合以下具体实施例和附图，对本专利技术作进一步的详本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合光源显示的光色性能测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a.测量激光投影显示系统输出的被测光中三基色的光谱分布φi(λ)，其中i分别为三基色R、G、B，确定三基色的中心波长；b.通过光电转换装置获得被测光对应的光电流值；c.根据所述光电流值、所述光电转换装置中所述三基色的中心波长所对应的光电转换系数获得所述被测光的三基色光功率；d.根据所述光谱分布φi(λ)和所述三基色光功率，计算所述被测光的光谱功率系数mi，所述光谱功率系数如式(2)表示：mi=Pi／∫φi(λ)dλ；‑‑‑‑‑‑‑‑‑(2)式中，mi表示光谱功率系数，Pi表示三基色光功率，i为三基色R、G、B，φi(λ)为光谱分布；e.根据所述光谱功率系数和所述光谱分布φi(λ)得到被测光的光谱功率分布Pi(λ)；所述光谱功率分布如式(3)表示：Pi(λ)=miφi(λ)；‑‑‑‑‑‑‑‑‑(3)式中，Pi(λ)为光谱功率分布，mi表示光谱功率系数，φi(λ)为光谱分布，i为三基色R、G、B；f.根据所述被测光的光谱功率分布获得所述被测光的光色性能参数。其中，步骤c中根据公式(1)计算所述被测光的光谱功率分布：IB=kB·PB+k(R)B·PR+k(G)B·PGIG=kG·PG+k(R)G·PR+k(B)G·PBIR=kR·PR+k(G)R·PG+k(B)R·PB----------(1)]]>其中，LB，IG，IR分别表示蓝光、绿光和红光对应的光电转换装置输出的光电流，kR、kG、kB、k(R)B、k(R)G、k(G)R、k(B)R、k(G)B、k(B)G为光电转换装置的光电转换系数，其中kR是测试红光的光电转换装置对应中心波长的光电转换系数，kG是测试绿光的光电转换装置对应中心波长的光电转换系数，kB是测试蓝光的光电转换装置对应中心波长的光电转换系数，k(R)B是测试蓝光的光电转换装置在红光环境下的对应红光中心波长的光电转换系数，k(R)G是测试绿光的光电转换装置在红光环境下的对应红光中心波长的光电转换系数，k(G)R是测试红光的光电转换装置在绿光环境下的对应绿光中心波长的光电转换系数，k(G)B是测试蓝光的光电转换装置在绿光环境下的对应绿光中心波长的光电转换系数，k(B)R是测试红光的光电转换装置在蓝光环境下的对应蓝光中心波长的光电转换系数，k(B)G是测试绿光的光电转换装置在蓝光环境下的对应蓝光中心波长的光电转换系数；所述光电转换系数根据所述被测光的波长被确定；光电流IB中的k(R)B·PR电流分量表示测试蓝光的光电转换装置在红光环境下输出的电流，k(G)B·PG电流分量表示测试蓝光的光电转换装置在绿光环境下输出的电流，k(R)G·PR电流分量表示测试绿光的光电转换装置在红光环境下输出的电流，k(B）G·PB电流分量表示测试绿光的光电转换装置在蓝光环境下输出的电流，k(G)R·PG电流分量表示测试红光的光电转换装置在绿光环境下输出的电流，k(B)R·PB电流分量表示测试红光的光电转换装置在蓝光环境下输出的电流；PR、PG和PB分别表示R、G、B三基色分量的光功率。...

【技术特征摘要】
1.一种混合光源显示的光色性能测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：a.测量激光投影显示系统输出的被测光中三基色的光谱分布φi(λ)，其中i分别为三基色R、G、B，确定三基色的中心波长；b.通过光电转换装置获得被测光对应的光电流值；c.根据所述光电流值、所述光电转换装置中所述三基色的中心波长所对应的光电转换系数获得所述被测光的三基色光功率；d.根据所述光谱分布φi(λ)和所述三基色光功率，计算所述被测光的光谱功率系数mi，所述光谱功率系数如式(2)表示：mi＝Pi/∫φi(λ)dλ；----------(2)式中，mi表示光谱功率系数，Pi表示三基色光功率，i为三基色R、G、B，φi(λ)为光谱分布；e.根据所述光谱功率系数和所述光谱分布φi(λ)得到被测光的光谱功率分布Pi(λ)；所述光谱功率分布如式(3)表示：Pi(λ)＝miφi(λ)；----------(3)式中，Pi(λ)为光谱功率分布，mi表示光谱功率系数，φi(λ)为光谱分布，i为三基色R、G、B；f.根据所述被测光的光谱功率分布获得所述被测光的光色性能参数；其中，步骤c中根据公式(1)计算所述被测光的光谱功率分布：其中，IB，IG，IR分别表示蓝光、绿光和红光对应的光电转换装置输出的光电流，kR、kG、kB、k(R)B、k(R)G、k(G)R、k(B)R、k(G)B、k(B)G为光电转换装置的光电转换系数，其中kR是测试红光的光电转换装置对应中心波长的光电转换系数，kG是测试绿光的光电转换装置对应中心波长的光电转换系数，kB是测试蓝光的光电转换装置对应中心波长的光电转换系数，k(R)B是测试蓝光的光电转换装置在红光环境下的对应红光中心波长的光电转换系数，k(R)G是测试绿光的光电转换装置在红光环境下的对应红光中心波长的光电转换系数，k(G)R是测试红光的光电转换装置在绿光环境下的对应绿光中心波长的光电转换系数，k(G)B是测试蓝光的光电转换装置在绿光环境下的对应绿光中心波长的光电转换系数，k(B)R是测试红光的光电转换装置在蓝光环境下的对应蓝光中心波长的光电转换系数，k(B)G是测试绿光的光电转换装置在蓝光环境下的对应蓝光中心波长的光电转换系数；所述光电转换系数根据所述被测光的波长被确定；光电流IB中的k(R)B·PR电流分量表示测试蓝光的光电转换装置在红光环境下输出的电流，k(G)B·PG电流分量表示测试蓝光的光电转换装置在绿光环境下输出的电流，k(R)G·PR电流分量表示测试绿光的光电转换装置在红光环境下输出的电流，k(B)G·PB电流分量表示测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蔚生，孙长俐，那柏林，王国栋，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31